超前支护边坡考虑孔隙水压力的上限分析-论文.pdf

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1、第4o卷第2期湖南交通科技Vo1．40No．22014年6月HUNANCOMMUNICATIONSCIENCEANDTECHNOLOGYJun．2014文章编号：1008-844X(2014)02-0055—03超前支护边坡考虑孔隙水压力的上限分析岳铭。石云冈，郭勇，吕绍文(湖南省交通科学研究院，湖南长沙410015)摘要：对超前支护边坡在孔隙水压力作用的稳定性进行上限分析，首次计算了超前支护边坡的孔隙水压力做功功率表达式，并结合已有研究成果，给出了超前支护边坡在考虑孔隙水压力作用下的临界高度计算公式，将其稳定性的求解转化为数学问题。分析了孔隙水

2、压力系数与超前支护桩长度对边坡稳定系数的影响，为工程设计提供参考。关键词：超前支护；边坡稳定性；孔隙水压力；极限分析中图分类号：U416．14文献标识码：BMichalowski(1995)¨?首次将孔隙水压力对边坡土0引言体的做功功率作为一种外力功率引人极限分析的计随着我国基础设施建设的迅速发展，越来越多算中，该方法计算简便，能够准确明白的表达出孔隙的工程难题出现在我们的面前，在基础设施建设过水压力的物理意义，得到众多学者的青睐，在之后的程中，随着科研成果的日益丰富，我们将不再回避这研究中，众多学者通过该方法对饱和土或者非饱和些难题，而是采用可

3、靠的科学技术进行研究，并对这土的边坡、隧道等岩土工程的稳定性进行了研究。些难点工程进行处理，取得了良好的工程效益及社ViratjandrandMichalowski(2006)¨¨在其研究中认会效益¨-3】。在实际工程当中，如果通过判定方法为孔隙水压力是作用在边坡的机动速度场边界上进对已有的边坡进行判定其为危险边坡，则需要在施而对边坡产生做功功率，在其研究过程中，将孔隙水工之前就对其进行加固处理，再进行开挖施工或修压力和土体的强度参数分开考虑，进而得出了孔隙水压力对边坡稳定性的作用及影响。Yang【121基于筑建筑物等过程，这样即可保证其稳定性J

4、。针Hoek—Brown破坏准则对岩质边坡在孔隙水压力作对此项边坡问题，何思明等提出对边坡采取超前支用下的稳定性进行了研究，并讨论了非线性系数及护措施，即针对危险边坡在其出现破坏等灾害之前孔隙水压力系数对边坡稳定系数的影响。本文对采就采取可行措施对其进行支护，这种支护即称为超用超前支护桩的危险边坡在孔隙水压力作用下的稳前支护。张晨曦对危险性边坡的抗滑桩超前支定性进行了上限分析，分析孔隙水压力对边坡稳定护加固进行了研究分析，确定了危险边坡在加固后性的影响，为工程实际提供参考。的破坏面及超前支护桩要提供的抗滑力。何思明[7I9】等采用有限差分软件对高

5、切坡超前支护桩作1超前支护桩作用下边坡的稳定性用机制进行了研究，分析了超前桩上土压力的分布分析情况，并与理论结果进行对比。图1所示为超前支护桩支护后边坡在孔隙水压对于采取超前支护手段的边坡而言，其所处情力作用下的破坏机制。上述破坏机制的潜在破坏面况基本都为较复杂的。已有的研究成果中，研究的为滑动面AB，旋转中心O与A点与B点连线与水关于边坡的超前支护都是分析边坡处于完全干燥情平夹角为00，引。由文献[13]可知，对数螺旋面况下的，并没有考虑边坡土体内孔隙水压力的作用，的曲线方程为：而事实上，大量的滑坡、塌落等边坡灾害都是由于降r1水降雪条件引起的

6、。因此，有必要对边坡在孔隙水r()=r0expI(0—00)tampI压力作用条件下对其稳定性进行研究和分析。且OA的长度为：收稿13期：2014·04-20作者简介：岳铭(1981一)，男，工程师，主要研究方向：公路桥梁。56湖南交通科技4o卷n=={【e(x3ptga[“m3p(co。ohsS一oO三+o。)sitna0nocp)】_)J}÷3(1+9tan)=7(0，)‘0=嚣(2cos一n=力(0^，)=_1exp[(Oh一)taIl】×图1边坡对数螺旋线破坏机构【sin(Oh一一寺sin】×r(o)=ro~xpI(0一Oo)taIlI本

7、文研究的超前支护边坡在孔隙水压力作用下{c。s一寺⋯p[(Oh-)】c。s)的稳定性分析，其破坏机制的旋转刚体围绕旋转中同理对A一0一D进行重力做功功率求解，其表心做旋转运动，边坡的高度为图1中所示的超达式如下：前支护桩的长度为h，桩所在位置和旋转中心0连=(Oh，Oo)线与水平面夹角为。。=由几何关系可以得到：告(sin(#-B,)×H=rhsinOh—rosinOo即：{c。s一寺一{一罢cc。t卢+c。t卢，}：exp【(一00)tango】．sinO—sinO。2)孔隙水压力u做功：孔隙水压力采用孔隙水压力系数r表示，其做又：功功率采用文

8、献[10]的表示形式：L：roCosOo—rhCOSOh—D—Hcotfl=7。‘。r‘=cOSSo—cos9^exp【(一eo)×t唧